Математический анализ Примеры

Этап 1
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.2
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.2.3
Добавим и .
Этап 1.2.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.5
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.5.1
Объединим и .
Этап 1.2.5.2
Объединим и .
Этап 1.2.5.3
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.5.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.5.3.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.5.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.5.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.5.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.7
Умножим на .
Этап 1.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 1.3.1.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1.2.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 1.3.1.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.1.2.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.1.2.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.1.2.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.1.2.3
Объединим и .
Этап 1.3.1.2.4
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1.2.4.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 1.3.1.2.4.2
Умножим на .
Этап 1.3.1.2.5
Единица в любой степени равна единице.
Этап 1.3.1.2.6
Умножим на .
Этап 1.3.1.2.7
Применим правило умножения к .
Этап 1.3.1.2.8
Возведем в степень .
Этап 1.3.1.2.9
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1.2.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.1.2.9.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.1.2.9.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.1.2.9.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.1.2.10
Объединим и .
Этап 1.3.1.2.11
Умножим на .
Этап 1.3.1.2.12
Применим правило умножения к .
Этап 1.3.1.2.13
Возведем в степень .
Этап 1.3.1.2.14
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1.2.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.1.2.14.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.1.2.14.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.1.2.15
Применим правило умножения к .
Этап 1.3.1.2.16
Возведем в степень .
Этап 1.3.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.1
Умножим на .
Этап 1.3.2.2
Объединим.
Этап 1.3.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.3.2.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.2.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.2.5
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.2.5.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.5.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.2.6
Умножим на .
Этап 1.3.2.7
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.2.7.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.7.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.2.8
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.8.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.8.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.2.9
Умножим на .
Этап 1.3.2.10
Умножим на .
Этап 1.3.3
Изменим порядок членов.
Этап 2
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.6
Умножим на .
Этап 2.7
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.9
Умножим на .
Этап 2.10
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.12
Умножим на .
Этап 2.13
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.14
Добавим и .
Этап 2.15
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.15.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.1
Объединим и .
Этап 2.15.2.2
Объединим и .
Этап 2.15.2.3
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.3.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.15.2.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.15.2.4
Объединим и .
Этап 2.15.2.5
Объединим и .
Этап 2.15.2.6
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.6.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.6.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.6.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.15.2.6.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.15.2.7
Объединим и .
Этап 2.15.2.8
Объединим и .
Этап 2.15.2.9
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.9.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.9.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.9.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.15.2.9.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.15.2.10
Объединим и .
Этап 2.15.2.11
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.11.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.15.2.11.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.15.2.11.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.15.2.11.2.3
Перепишем это выражение.